Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б., Злобин Д.В., Косарев Г.В. «Оценка помехоустойчивости комбинированного приёмника в звуковом поле мелкого моря» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 41-51 (2017)

Экспериментальные исследования скалярно-векторной структуры звуковых полей, создаваемых подводными движущимися источниками, проводились в 2015–2016 гг. в заливе Петра Великого (Японское море). На основе полученных экспериментальных данных была выполнена оценка помехоустойчивости комбинированных приёмников в шумовом поле помехи, содержащем значительную по уровню анизотропную составляющую. С целью оценки помехоустойчивости комбинированного приёмника строились сонограммы звукового поля для отношения сигнал/помеха на выходах каналов приемника и на выходе компаратора в рабочем диапазоне частот. В результате анализа сонограмм были выделены отдельные составляющие, вносящие вклад в суммарную помехоустойчивость комбинированного приёмника. Результаты исследований подтверждают предпочтительность мультипликативных алгоритмов обработки сигналов на выходе комбинированного приёмника и его повышенную помехоустойчивость.

Пивнев П.П., Тарасов С.П., Воронин В.А. «К вопросу построения широкополосных гидроакустических антенн систем связи и наблюдения» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 128-139 (2017)

Обсуждаются особенности построения широкополосных гидроакустических антенн средств подводного наблюдения и гидроакустической связи. Приведено несколько способов расширения полосы пропускания акустических преобразователей и антенн. Представлены результаты исследований, демонстрирующие возможность построения широкополосных антенных систем гидроакустических комплексов связи и наблюдения. Особое внимание уделено рассмотрению возможности построение широкополосных гидроакустических антенных систем, состоящих из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Представлена 3D модель секторной гидроакустической антенны приема и передачи данных, состоящей из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Для примера приведены расчеты импедансных характеристик таких антенн. Рассчитана частотная зависимость активной составляющей полного сопротивления антенны. Представлены рассчитанные частотные зависимости активной составляющей полного сопротивления антенны и каналов антенны при различных добротностях элементов антенны. Теоретические расчеты подтверждены экспериментально полученными частотными зависимостями активной составляющей полного сопротивления каналов макета и зависимостями активной составляющей полного сопротивления макета при параллельном соединении каналов. Представлены экспериментально измеренные чувствительности в режиме приема и в режиме излучения макета в диапазоне рабочих частот. Представлена геометрия задачи для расчета сектора антенны с расположенными по дуге элементами. Приведены результаты расчетов и экспериментальных исследований в гидроакустическом бассейне характеристики направленности дуговой антенной решетки. Сделан вывод, что, использование разночастотных преобразователей позволяет не только решить задачу построения широкополосных антенн систем передачи информации для подводного аппарата, но и обеспечить примерно одинаковую направленность антенны в широком диапазоне рабочих частот. В общем контексте рассмотрены характеристики широкополосных параметрических гидроакустических антенн, принцип действия которых основан на использовании эффекта нелинейного взаимодействия акустических волн. Приводятся результаты экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности в диапазоне рабочих (разностных) частот широкополосных параметрических антенн. В качестве примера, предложено использование линейно-частотно-модулированных сигналов в широкополосных параметрических гидроакустических антеннах для создания сигнала с пространственно-частотной зависимостью.

Бритенков А.К., Боголюбов Б.Н., Перфилов В.А., Смирнов С.А. «Структурно-функциональный подход к технологическому процессу разработки и изготовления компактных низкочастотных гидроакустических преобразователей высокой удельной мощности со сложной геометрией излучающей оболочки» Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 200-203 (2017)

Одним из перспективных направлений освоения мирового океана является создание подводных автономных необитаемых аппаратов с большой дальностью действия. Обеспечение связи для систем телеуправления и коммуникации с радиобуями на расстояниях в сотни километров связано с использованием компактных низкочастотных гидроакустических излучателей, имеющих высокую удельную мощность в сочетании с достаточной шириной полосы частот. Во время проведения морских испытаний сотрудниками центра гидроакустики ИПФ РАН неоднократно проводились успешные эксперименты по излучению и приёму акустических сигналов на расстояния 400 км и более. Подобные технологии требуются для передачи команд телеуправления автономными подводными аппаратами, например, подводными планерами, а также для связи с автономными акустическими радиобуями-маяками, являющимися частью систем управления автономными подводными аппаратами.

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника частично калиброванной антенной решеткой, работающей в условиях неполной информации о канале распространения» Акустический журнал, 64, № 1, с. 86-93 (2018)

Построен робастный алгоритм типа Кейпона, позволяющий локализовать источник частично-калиброванной антенной решеткой в условиях неполной информации о среде распространения. Представлены результаты статистического моделирования, показывающие точности оценивания координат источника и вероятности его правильного обнаружения. Приведена экспериментальная апробация предложенного способа, демонстрирующая его работоспособность в акватории Ладожского озера. DOI: 10.7868/S0320791918010161

Кудашев Е.Б., Яблоник Л.Р., Jian-Hua L. «Приемник турбулентных пульсации давления в температурно-стратифицированной среде» Акустический журнал, 64, № 1, с. 94-99 (2018)

Исследована работа акустического преобразователя в температурно-стратифицированной среде. Рассматривается формирование отклика пьезокерамических датчиков пульсаций давления при воздействии на чувствительный элемент пульсаций температуры рабочей среды. Выполнено численное исследование ослабления температурного сигнала приемника давления в турбулентном пограничном слое. Исследован эффект искажения спектральных уровней пульсаций давления, регистрируемых приемником звука в поле температурных неоднородностей, на примере измерений турбулентных пульсаций давления в пограничном слое при вертикальном всплытии устройства с заданной глубины в глубоком море. DOI: 10.7868/S0320791918010112

Селезнев И.А., Глебова Г.М., Жбанков Г.А., Харахашьян А.М. «Характеристики векторно-скалярной приемной бортовой системы» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 52-59 (2017)

При проектировании и исследовании алгоритмов пассивной локации с использованием бортовых систем требуется знание характеристик шумов, исходящих от вибрирующих конструкций носителя. В связи с недостаточным объемом теоретических и экспериментальных данных о характеристиках векторно-скалярного шумового поля, в работе используется компьютерное моделирование. Такой подход дал возможность проанализировать характеристики алгоритмов обнаружения в зависимости от различных параметров сигнально-помеховой ситуации: отношения сигнал/шум на входе приемной системы, направления прихода сигнала от локального источника, а также с учетом энергетических, пространственно-корреляционных и статистических характеристик структурной помехи. Результаты моделирования работы алгоритмов обнаружения представлены для линейной эквидистантой антенной решетки, установленной в непосредственной близости от несущих конструкций, в условиях однолучевого распространения. Оценка эффективности работы алгоритмов обнаружения выполнялась путем анализа пространственных спектров, которые рассчитывались с использованием метода Бартлетта, имеющего стандартное разрешение. В работе представлены пространственные спектры на выходе приемной системы при работе с различными компонентами акустического поля: для скалярного компонента, при совместной обработке скалярной и векторного компонента, а также для случая, когда формируется потоковый компонент поля. Анализ особенностей структурной помехи для скалярной и векторно-скалярных компонентов акустического поля позволил выявить и обосновать наиболее эффективный алгоритм обработки сигналов среди рассмотренных. Расчет отношения сигнал/помеха на выходе приемной системы при обработке сигналов с использованием различных компонентов акустического поля показал высокую эффективность алгоритма, использующего потоковый компонент векторно-скалярного поля.